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压控振荡器的设计与优化

房庆艳

   压控振荡器是锁相环频率合成器的重要组成单元,在很大程度上决定了锁相环的性能。在多种射频工艺(GaAs、SiGe、Bipolar、CMOS)中,CMOS工艺以高集成度、低成本得到了广泛应用。因此CMOS VCO也成为当前射频研究领域的热点。而在深亚微米条件下设计出兼具低功耗、低噪声与宽调频范围的压控振荡器是比较困难的。 首先,本论文简单介绍了课题研究背景以及振荡器发展现状,阐述了振荡器的基本理论和压控振荡器的性能指标,并对压控振荡器的重要性能参数—相位噪声进行了深入的研究;其次,针对电感电容振荡器,列举了几种常见的振荡器结构,并对它们特性做出了分析和比较;然后,对在深亚微米工艺下压控振荡器设计的具体过程给出了详细的分析,提出了在深亚微米低电源电压下设计低相位噪声、低功耗和宽谐调范围的电感电容压控振荡器的实现方案和优化方法;最后,针对本课题低噪声和低功耗的设计指标,设计了可应用于2.4GHz无线通信收发系统的PMOS交叉耦合电感电容压控振荡器,并用SMIC 0.13μm CMOS工艺,在Cadence的Spectre RF仿真器中对电路进行了仿真。结果表明,在偏离中心频率1MHz处的相位噪声为-131dBc,最低功耗仅为2mw,且调谐范围达到了2.33GHz~2.57GHz,最后用Cadence中的Virtuoso Layout Editor软件绘制了电路的版图。在与有关文献的设计比较之后,可以看出本论文设计的压控振荡器有非常好的综合性能,可以应用在无线数字音频、无线传输(鼠标、耳机)、蓝牙等无线通信技术中。……   
[关键词]:压控振荡器;相位噪声;低功耗;可变电容
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:哈尔滨工程大学2009年
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